RU109614U1 - Кластерное устройство синхронизированных измерений параметров электроэнергетической системы - Google Patents
Кластерное устройство синхронизированных измерений параметров электроэнергетической системы Download PDFInfo
- Publication number
- RU109614U1 RU109614U1 RU2011118671/07U RU2011118671U RU109614U1 RU 109614 U1 RU109614 U1 RU 109614U1 RU 2011118671/07 U RU2011118671/07 U RU 2011118671/07U RU 2011118671 U RU2011118671 U RU 2011118671U RU 109614 U1 RU109614 U1 RU 109614U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signals
- network
- electric
- synchronized
- electric power
- Prior art date
Links
Landscapes
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
Abstract
Кластерное устройство синхронизированных измерений параметров электроэнергетических систем, включающее блок синхронизированных измерений сигналов от электрической сети, состоящий из антиэлайзингового фильтра, выход которого связан с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с входом блока для формирования кадров из цифровых значений сигналов от электрической сети и временных сигналов спутниковой системы позиционирования GPS/ГЛОНАСС для передачи по коммуникационной сети реального времени, отличающееся тем, что устройство представляет собой кластер, в который введены К (как минимум 2) блоков синхронизированных измерений сигналов от электрической сети, высокопроизводительный компьютер (хост-компьютер) и объединяющая их коммуникационная сеть, при этом блоки синхронизированных измерений сигналов от электрической сети установлены в различных точках электрической сети и подключены к датчикам (трансформаторам) тока и напряжения и формируют по определенному протоколу кадры из цифровых мгновенных значений напряжений и токов электроэнергетической системы и временных сигналов спутниковой системы позиционирования (1PPS, tUTC), и затем передают по коммуникационной сети реального времени в хост-компьютер, который рассчитывает параметры электроэнергетической системы, используя совокупность полученных синхронизированных данных из различных точек электрической сети.
Description
Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована для синхронизированных измерений параметров в системах мониторинга, управления и защиты электроэнергетических систем.
Из существующего уровня техники известны устройства синхронизированных векторных измерений параметров электроэнергетических систем (Phasor Measurement Unit - PMU), например, по публикациям [1, 2].
Блок-схема устройства синхронизированных векторных измерений (Phasor Measurement Unit - PMU) представлена на фиг.1a. Устройство состоит из антиэлайзингового (защиты от наложения спектров) фильтра (1), аналого-цифрового преобразователя (2), процессора для цифровой обработки сигнала (3), блок-схема которого представлена на фиг.1б, и процессора (4) для формирования по определенному протоколу кадров, состоящих из результатов цифровой обработки сигнала и временных величин, полученных от сигналов спутниковой системы навигации (Global Positioning System - GPS).
Устройства синхронизированных измерений устанавливаются в различных точках электроэнергетической системы, при этом цифровая обработка полученных сигналов и формирование кадров из результатов этой обработки с прикрепленными данными от системы GPS производится непосредственно в этих устройствах. Далее сформированные кадры в соответствии с заданным протоколом отсылаются по коммуникационным сетям в концентратор данных (Phasor Data Concentrator - PDC), а затем в сервер.
Работа известных устройств PMU и их использование поясняется фиг.2. На входы устройств синхронизированных векторных измерений PMU1, PMU2, PMU3,…,PMUK поступают аналоговые сигналы x(t) (в трехфазной сети переменные x(t) - это напряжения uA, uB, uC, uN и токи iA, iB, iC, i0.), которые дискретизируются с некоторой частотой fs (как правило, с целью применения быстрого преобразования Фурье - БПФ, с частотой дискретизации кратной 2n на периоде промышленной частоты, например fs=6400 Гц, т.е. 128 точек отсчета, или fs=12800 Гц, т.е. 256 точек отсчета на периоде промышленной частоты 50 Гц). Каждое устройство PMUi полученные мгновенные величины на отрезке времени Tj(T1=T2=…=TN, или адаптивно изменяются в соответствии с текущей частотой сети, обычно Tj кратно периоду промышленной частоты) в локальной точке электрической сети также локально перерабатывает в комплексные (векторные в полярной системе координат) величины которые, соответственно, характеризуют эту локальную точку сети. Объединение в совокупную величину производится концентратором данных PDC. Ряд значений характеризует наблюдаемую часть энергосистемы. Данные значения используются при диспетчерском управлении, в системе мониторинга WAMS - World Area Measurement System, в том числе для верификации модели энергосистемы. Поскольку данные об энергосистеме получаются в комплексном (векторном) виде, то и верификация производится для модели электроэнергетической системы (ЭЭС), в основе которой лежат комплексные величины.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство по патенту US 20100072978 [3], на входы которого подаются сигналы из двух точек сети, при этом из одной точки сети - от трансформаторов напряжения и тока, а из другой точки сети - от стандартного устройства синхронизированных векторных измерений PMU, и включает дополнительно к известным по [1, 2] устройствам синхронизированных измерений параметров электроэнергетической системы блок вычисления угла между векторами напряжений, измеренных в двух точках сети.
Недостатками данного технического решения является локальный способ обработки полученной информации о локальных процессах в электроэнергетической системе и получение дополнительного параметра (угла между векторами напряжений) как разницы между двумя локальными величинами. Следствием чего является невозможность получения полных и достоверных данных о параметрах электроэнергетической системы и происходящих в ней общесистемных процессах в стационарных и переходных режимах, в частности, невозможность точного определения частоты вынужденного процесса в переходных режимах при наличии в электроэнергетической системе вынужденных и свободных составляющих [4].
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание устройства для получения более полных и достоверных данных о параметрах электроэнергетической системы и происходящих в ней общесистемных процессах в стационарных и переходных режимах.
Данная задача решается заявляемым в качестве полезной модели Кластерным устройством синхронизированных измерений параметров электроэнергетических систем, включающее блок синхронизированных измерений сигналов от электрической сети, состоящий из антиэлайзингового фильтра, выход которого связан с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с входом блока для формирования кадров из цифровых значений сигналов от электрической сети и временных сигналов спутниковой системы позиционирования GPS/ГЛОНАСС для передачи по коммуникационной сети реального времени, благодаря тому, что, согласно полезной модели, устройство представляет собой кластер, в который введены К (как минимум 2) блоков синхронизированных измерений сигналов от электрической сети, высокопроизводительный компьютер (хост-компьютер) и объединяющая их коммуникационная сеть, при этом блоки синхронизированных измерений сигналов от электрической сети установлены в различных точках электрической сети и подключены к датчикам (трансформаторам) тока и напряжения и формируют по определенному протоколу кадры из цифровых мгновенных значений напряжений и токов электроэнергетической системы и временных сигналов спутниковой системы позиционирования (1PPS, tUTC) и затем передают по коммуникационной сети реального времени в хост-компьютер, который рассчитывает параметры электроэнергетической системы, используя совокупность полученных синхронизированных данных из различных точек электрической сети.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной новой совокупностью признаков, является получение более полных и достоверных данных о параметрах электроэнергетической системы и происходящих в ней процессах в стационарных и переходных режимах.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых изображено:
- на фиг.3 - блок-схема кластерного устройства синхронизированных измерений параметров электроэнергетической системы;
- на фиг.4 - схема, поясняющая работу кластерного устройства и использование синхронизированных измерений параметров электроэнергетических систем.
Работает кластерное устройство синхронизированных измерений параметров электроэнергетической системы следующим образом. С выходов датчиков (трансформаторов) тока и напряжения вторичных сетей электроэнергетической системы на входы антиэлайзинговых фильтров (1) блоков синхронизированных измерений мгновенных значений напряжений и токов электроэнергетической системы PMU-11, PMU-12, PMU-13,…, PMU-1K поступают переменные сигналы uA, uB, uC, uN и iA, iB, iC, i0, которые дискретизируются в аналогово-цифровых преобразователях (2) с некоторой частотой (как правило, с частотой дискретизации кратной 2n на периоде промышленной частоты).
В блоках (3) производится формирование по определенному протоколу кадров из цифровых на каждом шаге дискретизации мгновенных значений сигнала и временных сигналов (1PPS, tUTC) и передача по коммуникационным сетям реального времени (например, Ethernet RT). Дискретные величины мгновенных значений (соответственно, напряжения и токи) от каждого блока синхронизированных измерений мгновенных значений напряжений и токов электроэнергетической системы PMU-1i поступают на входы высокопроизводительного компьютера (хост-компьютера) (4). В буфере (4-1) этого компьютера накапливаются цифровые сигналы от К блоков PMU-1 кластерного устройства на промежутке времени Tj, затем процессором (4-2) эта матрица обрабатывается по специальному алгоритму (например, в соответствии с [5]). На каждом отрезке Tj будет получаться совокупность величин которая в частности может быть использована:
- (4-2) - для расчета векторных величин токов и напряжений в полярной системе координат (модуль и угол),
- (4-3) - частоты, полных, активных и реактивных мощностей.
Величина |x|tτ от кластерного устройства синхронизированных измерений параметров электроэнергетической системы будет являться срезом мгновенных значений для электродинамической модели электроэнергетической системы, представленной в алгебродифференциальном виде - вектор параметров, и поэтому может быть использована для идентификации представленной модели электроэнергетической системы, а также управления (WACS - World Area Control System) и защиты (WACS - World Area Protection System) электроэнергетических систем в стационарных и переходных режимах.
Литература
1. Phadke A.G., Thorp J.S. Computer relaying for power systems. John Wiley & Sons, Inc. New York, NY, USA. 1988.
2. Phadke A.G., Thorp J.S. Synchronized Phasor Measurements and Their Applications. Springer Science+Business Media, LLC 2008.
3. Patent US 20100072978. Seki; Kempei. Snchrophasor Measuring Device and Inter-bus-line Phase Angle Difference Measurement Unit Using the Same. International Class: G01R 23/02. Publication Date: 25/03/2010.
4. Максимов Б.К., Арцишевский Я.Л., Климова Т.Г., Журавлев Д.М. Мониторинг частоты в переходных режимах работы электрической сети / Электричество, №4, 2010, стр.13-16.
5. Джумик Д.В. Определение параметров схем замещения линий электропередачи, силовых конденсаторов и резисторов, реакторов по массивам мгновенных значений токов и напряжений в рабочих режимах. / Автореферат дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. Томск. 2008.
Claims (1)
- Кластерное устройство синхронизированных измерений параметров электроэнергетических систем, включающее блок синхронизированных измерений сигналов от электрической сети, состоящий из антиэлайзингового фильтра, выход которого связан с входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с входом блока для формирования кадров из цифровых значений сигналов от электрической сети и временных сигналов спутниковой системы позиционирования GPS/ГЛОНАСС для передачи по коммуникационной сети реального времени, отличающееся тем, что устройство представляет собой кластер, в который введены К (как минимум 2) блоков синхронизированных измерений сигналов от электрической сети, высокопроизводительный компьютер (хост-компьютер) и объединяющая их коммуникационная сеть, при этом блоки синхронизированных измерений сигналов от электрической сети установлены в различных точках электрической сети и подключены к датчикам (трансформаторам) тока и напряжения и формируют по определенному протоколу кадры из цифровых мгновенных значений напряжений и токов электроэнергетической системы и временных сигналов спутниковой системы позиционирования (1PPS, tUTC), и затем передают по коммуникационной сети реального времени в хост-компьютер, который рассчитывает параметры электроэнергетической системы, используя совокупность полученных синхронизированных данных из различных точек электрической сети.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011118671/07U RU109614U1 (ru) | 2011-05-06 | 2011-05-06 | Кластерное устройство синхронизированных измерений параметров электроэнергетической системы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011118671/07U RU109614U1 (ru) | 2011-05-06 | 2011-05-06 | Кластерное устройство синхронизированных измерений параметров электроэнергетической системы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU109614U1 true RU109614U1 (ru) | 2011-10-20 |
Family
ID=44999572
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011118671/07U RU109614U1 (ru) | 2011-05-06 | 2011-05-06 | Кластерное устройство синхронизированных измерений параметров электроэнергетической системы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU109614U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2653458C2 (ru) * | 2014-01-22 | 2018-05-08 | Сименс Акциенгезелльшафт | Цифровой измерительный вход для электрического устройства автоматизации, электрическое устройство автоматизации с цифровым измерительным входом и способ обработки цифровых входных измеренных значений |
-
2011
- 2011-05-06 RU RU2011118671/07U patent/RU109614U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2653458C2 (ru) * | 2014-01-22 | 2018-05-08 | Сименс Акциенгезелльшафт | Цифровой измерительный вход для электрического устройства автоматизации, электрическое устройство автоматизации с цифровым измерительным входом и способ обработки цифровых входных измеренных значений |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7987059B2 (en) | Real-time power system oscillation detection using modal analysis | |
| CN102495281B (zh) | 一种电力系统相量频率测量方法 | |
| US10375108B2 (en) | Time signal manipulation and spoofing detection based on a latency of a communication system | |
| US10114052B2 (en) | Estimation of a waveform period | |
| US9488681B2 (en) | Convolution integral for synchronized phasor | |
| EP2713172B1 (en) | Measurement apparatus for electricity distribution grids | |
| Romano et al. | A high-performance, low-cost PMU prototype for distribution networks based on FPGA | |
| Dotta et al. | A matlab-based PMU simulator | |
| CN105182073A (zh) | 一种同步相量测量装置的动态相量测量系统及其测量方法 | |
| CN106645919A (zh) | 基于三相瞬时功率的电网全谱功率振荡相量同步测量方法 | |
| EP3037831A1 (en) | A system and a method for measuring power quality | |
| Mokeev | Filter synthesis for PMU | |
| Romano et al. | Integration of an IEEE Std. C37. 118 compliant PMU into a real-time simulator | |
| Oleinikova et al. | PMU measurements application for transmission line temperature and sag estimation algorithm development | |
| RU109614U1 (ru) | Кластерное устройство синхронизированных измерений параметров электроэнергетической системы | |
| You et al. | Wide-area monitoring and anomaly analysis based on synchrophasor measurement | |
| EP4052050B1 (en) | Crosstalk cancelation for electricity metering | |
| JP5971692B2 (ja) | 電力系統の短絡容量監視方法およびそのシステム | |
| Zhu et al. | Test platform for synchrophasor based wide-area monitoring and control applications | |
| CN104078975A (zh) | 单变压器变电站谐波状态估计方法 | |
| Mokeev | Reliability and efficiency upgrades of power systems operation by implementing intelligent electronic devices with synchrophasor measurement technology support | |
| RU2519810C1 (ru) | Способ измерения синхрофазора режимного параметра энергосистемы и устройство для его осуществления | |
| RU150629U1 (ru) | Устройство для управления разгрузкой турбин энергоблоков электростанций | |
| Guo et al. | An Arbitrary-Resampling-based synchrophasor measurement algorithm in compliance with IEEE Std C37. 118.1 a-2014: Design, implementation, and validation | |
| US20240152103A1 (en) | Synchronizing network reference time among power line components |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160507 |